本发明涉及回转破碎机顶部壳体和顶部壳体组件，其中，破碎壳体经由从壳体突出的多个凸耳和锁定凸块而被轴向且旋转锁定在顶部壳体内。
背景技术：
回转破碎机用于将矿石、矿物和岩石材料破碎成较小的尺寸。典型地是，破碎机包括安装在伸长主轴上的破碎头。第一破碎壳体(通常称为动锥体(mantle))被安装在破碎头上，并且第二破碎壳体(通常称为定锥体(concave))被安装在机架上，使得第一破碎壳体和第二破碎壳体一起限定供待破碎的材料穿过的破碎室。定位在主轴的下部区域处的驱动装置被构造用以使围绕轴定位的偏心组件旋转，以引起破碎头执行回转摆动运动且破碎引入破碎室中的材料。初级破碎机(比如颚式破碎机)是设计用以处理具有一米的量级的大材料尺寸的重型机器。二级和三级破碎机意图处理通常具有小于35厘米的尺寸的相对较小的进给材料，并且锥形破碎机代表如下回转破碎机的子分类，这种回转破碎机由于它们的高破碎比和低磨损率而通常用作下游破碎机。
已经描述了各种不同的机构来将外破碎壳体轴向且旋转固定在顶部壳体内，以便防止定锥体被推出顶部壳体并且随(围绕中心轴安装的)动锥体的回转进动而旋转。us5,769,340描述了一种定位装置，其中定锥体设置有多个突片，该多个突片径向坐置于定锥体和顶部壳体之间，以提供相应的邻接表面来摩擦地径向夹紧定锥体的外部区域，以便将定锥体维持到位。
us5,915,638描述了经由止动块将外破碎壳体安装到顶部壳体，该止动块被接纳在(形成在顶部壳体的上环形边沿处的)键槽内，以与单独的且独立安装的楔形键合元件协作，该单独的且独立安装的楔形键合元件摩擦地接合顶部壳体，以提供旋转锁定。
wo2004/110626公开了用于经由中间间隔环将定锥体安装在顶部壳体处的多个不同实施例。间隔环经由凸缘被固定到顶部壳体，凸缘从环的上环形边沿径向向外突出，以座置在形成于顶部壳体的上环形边沿中的台阶区域内。
然而，由于许多原因，常规布置是有缺点的。特别是，在顶部壳体与破碎机内的另外部件比如支架(spider)和底部壳体配合抵靠时，顶部壳体的上环形边沿和/或下环形边沿通常经受很大的加载力。从相应的顶部壳体上边沿和下边沿移除过量的材料以容置接合破碎壳体的锁定附件会弱化顶部壳体并且增加应力集中和裂缝扩展的可能性。另外，常规锁定机构一般采用轴向延伸的锁定螺栓，该轴向延伸的锁定螺栓被固定到顶部壳体中，以提供用于旋转锁定破碎壳体的“止挡”。这样的螺栓在使用期间剪切并不罕见，这导致定锥体在顶部壳体内旋转并且在某些情形中落入底部壳体中并且进一步破坏破碎机的部件。因此，所需要的是解决上述问题的用于破碎壳体的锁定机构。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种回转破碎机外破碎壳体，该回转破碎机外破碎壳体适合于从顶部壳体方便安装和拆开，同时能够可靠地安装以抑制在使用期间的轴向和旋转移动，而不损害顶部壳体和破碎壳体的结构完整性。另外的具体目的是提供一种外破碎壳体锁定机构，该外破碎壳体锁定机构提供在长期使用之后减小的失效可能性，并且提供一种锁定机构，该锁定机构仅受外破碎壳体的操作寿命(如由与动锥体协作的壳体的破碎机构确定的操作寿命)限制。进一步的具体目的是提供一种方便地适合于与不同类型的破碎机和破碎壳体一起使用的壳体锁定布置。
这些目的通过提供一种回转破碎机外破碎壳体来实现，该回转破碎机外破碎壳体具有多个附接凸耳，该多个附接凸耳被构造成经由单独的机构而被固定到顶部壳体，以首先提供与顶部壳体的轴向锁定并且其次提供在顶部壳体内的旋转锁定。轴向锁定通过相应的锁定螺栓来实现并且旋转锁定通过凸块来实现，该凸块从每一个凸耳突出并且被构造成坐置于形成在顶部壳体的环形边沿内的对应的凹部内。特别是，根据一方面，每一个凸块从每一个凸耳轴向地突出，并且取决于顶部壳体的定向，每一个凸块轴向向下(在上破碎壳体的情形中)或轴向向上(在下破碎壳体的情形中)突出到顶部壳体中。因此，顶部壳体特别适合于经由在相应的上边沿或环形边沿处的多个凹部接纳每一个凸块并且与破碎壳体配合。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于安装在回转破碎机顶部壳体内的破碎壳体，该破碎壳体包括：环形壁，该壁围绕纵向轴线延伸，该壁在轴向端部处以环形边沿终止；多个紧固凸耳，该多个紧固凸耳在边沿的区域处从壁径向向外突出，每一个凸耳能够附接到回转破碎机的顶部壳体的环形边沿；其特征在于：包括锁定凸块，其从每一个凸耳突出，以被接纳到在顶部壳体的环形边沿处的相应的凹部内，以便将破碎壳体旋转锁定在顶部壳体处。
优选地是，每一个凸耳包括孔或凹口，以接纳附接螺栓，该附接螺栓用于将破碎壳体轴向地固定到顶部壳体。优选地是，每一个凹口被形成为在朝向中心轴线的方向上从凸耳的外周边缘径向向内延伸的切口部分或缺口，其中，顶部壳体的环形壁围绕中心轴线延伸。优选地是，凹口不延伸凸耳的全部径向长度，以便提高凸耳的结构完整性，以承受旋转剪切力。优选地是，凹口近似地形成在每一个凸耳的(在周向方向上的)中间长度区域处。
优选地是，每一个凸块从每一个相应的凸耳轴向突出。这样的布置有利于使凸耳能够坐置于顶部壳体边沿的顶部上(或下方)，使得凸块轴向地突出到边沿内，以坐置于凹部内。因此，顶部壳体边沿仅适合于接纳锁定凸块，而不接纳凸耳。这样的布置有利于最小化为了容置凸块而从顶部壳体边沿移除的材料的体积并且相应地维持顶部壳体的结构完整性并且最小化应力集中和断裂的可能性。
优选地是，每一个凸块包括邻接表面，以接触部分地限定每一个相应的凹部的对应的邻接表面。更优选地是，邻接表面是大致平面的。这样的布置有利于提供供加载力通过以从破碎壳体传递到顶部壳体的有效表面，以便将加载力均匀地分布到凸耳中并且避免应力集中。优选地是，每一个凸块大致横跨每一个凸耳的全部径向宽度延伸。凸块径向宽度针对破碎壳体和顶部壳体之间的力传递被优化，同时最小化凸块的尺寸，以便进而最小化顶部壳体边沿中的凹部的尺寸，以避免弱化边沿。而且，优选地是，每一个凸块包括围绕轴线在周向方向上的长度，该长度小于每一个凸耳的对应的周向长度的一半。另外，每一个凸块可以包括在与轴线垂直的平面中的横截面面积，该横截面面积是每一个凸耳的对应的横截面面积的至少一半。相应地是，凸块体积小于凸耳，以最小化顶部壳体边沿内的凹部的尺寸。因此，凸块的尺寸代表最大化加载力传递(以避免应力集中)和最小化顶部壳体边沿内的接纳凸块的凹部的体积(以避免弱化顶部壳体的锥度配合(taperfit)边沿)之间的折中。可选地是，每一个凸块的周向长度大于每一个凸块的径向宽度。这样的布置有利于加强凸耳处的凸块，以避免应力集中并且避免在与凸耳的联结部处凸块的断裂。优选地是，凸块与凸耳一体地形成并且凸耳与破碎壳体一体地形成。优选地是，锁定凸块不周向地或径向地向外突出超过每一个凸耳。
优选地是，壳体包括在两个到六个之间的凸耳，每一个凸耳均具有相应的凸块。可选地是，破碎壳体可包括四个到六个凸耳，该凸耳围绕轴线对称地布置并且在周向方向上以均匀的间隔距离彼此间隔开。该构造提供破碎壳体和顶部壳体周围的旋转剪切力的充分分布。
根据本发明的第二方面，提供了一种回转破碎机顶部壳体组件，包括：顶部壳体，该顶部壳体在轴向端部处以环形边沿终止；如本文中要求保护的破碎壳体；多个附接螺栓，该多个附接螺栓延伸穿过每一个凸耳和顶部壳体的环形边沿，以将破碎壳体轴向锁定在顶部壳体处；以及多个凹部，该多个凹部被设置在顶部壳体的环形边沿处，以接纳相应的凸块。
优选地是，该组件还包括至少一个顶出器(extractor)，该至少一个顶出器被安装在顶部壳体处并且包括能够轴向调节的轴，该轴具有接合端部，该接合端部被定位成分别接触凸块中的至少一个凸块，以迫使破碎壳体相对于顶部壳体轴向移动。优选地是，顶出器包括轴向地延伸穿过顶部壳体的区域的伸长螺栓，该伸长螺栓具有能够由用于旋转的工具接合的头部和当安装在顶部壳体内时邻近凸块定位的相反的端部。优选地是，该组件包括多个顶出器螺栓，以接合每一个相应的凸块或每一个相应的凸耳。相应地是，每一个顶出器螺栓能够被单独地轴向调节。
在一方面，顶部壳体包括轴向上环形边沿和轴向下环形边沿，并且该组件还包括：第一轴向上破碎壳体，该第一轴向上破碎壳体经由凸耳、凸块和凹部而被固定到顶部壳体的上环形边沿；以及第二轴向下破碎壳体，该第二轴向下破碎壳体经由相应的凸耳、凸块和凹部而被固定到顶部壳体的下环形边沿。相应地是，上壳体的凸块轴向向下突出到上边沿中，并且下壳体的凸块轴向向上突出到下边沿中。
根据本发明的第三发明，提供了一种回转破碎机，包括本文中要求保护的顶部壳体组件。
根据本发明的第四方面，提供了一种回转破碎机顶部壳体组件，包括：顶部壳体，该顶部壳体在轴向端部处以环形边沿终止，破碎壳体，其在环形边沿处或朝向环形边沿被安装在顶部壳体处；轴向且旋转锁定机构，该轴向且旋转锁定机构用以将破碎壳体轴向且旋转锁定在顶部壳体处；以及至少一个顶出器，该至少一个顶出器被安装在顶部壳体处并且包括能够轴向调节的轴，该轴具有接合端部，该接合端部被定位成接触破碎壳体的区域，以迫使破碎壳体相对于顶部壳体轴向移动。
优选地是，该组件包括多个顶出器，该多个顶出器呈穿过顶部壳体的相应的区域能够轴向调节的伸长螺栓形式。
顶出器有利于开始从顶部壳体轴向推动破碎壳体，这在破碎机的长期使用之后通常是困难的，这是因为破碎壳体由于压缩破碎力而变得被融合到顶部壳体。
附图说明
现在将仅通过示例并且参考附图描述本发明的具体实施方式，在附图中：
图1是根据本发明的具体实施方式的顶部壳体组件的上外部透视图，该顶部壳体组件包括经由紧固凸耳和锁定凸块而在顶部壳体内固定到位的轴向上外破碎壳体和轴向下外破碎壳体；
图2是图1的顶部壳体组件的下外部透视图；
图3是被定位在图1的顶部壳体组件的上环形边沿处的紧固凸耳和锁定凸块中的一个的放大图；
图4是图1的外破碎壳体中的一个的透视图；
图5是从图4的顶部壳体的上环形边沿径向向外突出的紧固凸耳和锁定凸块中的一个的透视图；
图6是在图1的顶部壳体的上环形边沿中形成的多个凹部中的一个凹部的透视图；
图7是图5的紧固凸耳和锁定凸块中的一个的另外的透视图；
图8是根据本发明的具体实施方式的在顶出器的区域处穿过图1的顶部壳体组件的横截面透视图，该顶出器被安装在顶部壳体处，以迫使破碎壳体相对于顶部壳体轴向移动。
具体实施方式
参考图1和图2，壳体组件100包括总体由附图标记102表示的顶部壳体，该顶部壳体具有围绕中心轴线110延伸的总体环形构造。顶部壳体102包括与下环形边沿104轴向地分离的上环形边沿103。环形锥度配合套环105从上环形边沿103的径向内部区域轴向突出，并且对应的锥度配合套环200从下环形边沿104轴向突出。套环105和边沿103提供用于代表回转破碎机的上部区域的破碎机支架(未示出)的安装座。类似地是，下环形套环200和边沿104提供用于在破碎机的对应的底部壳体(未示出)上安装顶部壳体102的区域。与常规的顶部壳体构造一样，套环105、200包括比相应的边沿103、104小的径向厚度。
组件100包括经由边沿103和套环105而被固定在顶部壳体102处的第一外破碎壳体(定锥体)101。组件100还包括经由下边沿104和套环200而被固定到顶部壳体102的第二破碎壳体101。每一个破碎壳体101包括端部环形边沿106和总体用附图标记107表示的四个紧固凸耳，该四个紧固凸耳从边沿106径向向外突出并且在围绕轴线110的周向距离中以均匀的分离距离彼此间隔开。参考图4，顶部壳体101包括围绕轴线110延伸的环形壁405，以限定用于抵靠顶部壳体102的径向向内面向的表面定位的径向向外面向的表面402。壳体101还包括用于与内破碎壳体对置地定位并安装在回转破碎机主轴和轴头部(未示出)上的径向向内面向的“破碎”表面403。每一个凸耳107包括轴向突出的锁定凸块400。锁定凸块400在(围绕轴线110的)周向方向上相对于凸耳107的第二半部或区域401被定位在紧固凸耳107的第一半部处。锁定凸块400通过凹口302与凸耳区域401分离，凹口302代表在径向向内方向上从凸耳107的径向外表面凹进到凸耳107中的切口部分。如图4所示，四个凸耳107在与边沿106对应的轴向位置处从壳体外表面404径向向外突出。壳体101的对应的相反的环形端部没有紧固凸耳107，以便在上环形边沿103和下环形边沿104之间的大约中间长度距离处坐置于顶部壳体102内的中间轴向区域中。
每一个上外破碎壳体和下外破碎壳体101经由凸耳107和对应的锁定螺栓108而被轴向地固定在每一个相应的套环105、200处。每一个螺栓108从每一个相应的套环105、200穿过顶部壳体102的区域轴向突出。每一个螺栓108被分别接纳在每一个凸耳凹口302内，以便在每一个相应的锁定凸块400和区域401之间周向地定位在每一个凸耳107的本体内。随着每一个螺栓108被紧固，每一个壳体101被轴向地推压且压靠于顶部壳体102，并且特别是被轴向地推压且压靠于每一个相应的套环105、200。另外，破碎壳体101经由与每一个边沿103、104的选择区域109接合的每一个凸耳107而被旋转锁定在顶部壳体102处，如下面详细描述的那样。顶部壳体组件100还包括由多个螺栓111形成的壳体顶出器，该多个螺栓111紧邻每一个锁定螺栓108定位，以便轴向地延伸穿过顶部壳体102。每一个顶出器螺栓111被构造成轴向地邻接每一个相应的锁定凸块400，如参考图8描述的那样。
参考图3、图4和图6，每一个凸耳107从边沿106径向向外突出，以便包括总体由附图标记300表示的径向内区域和由附图标记301表示的径向外区域，使得凹口302从区域301径向地延伸到凸耳107中。相应地是，参考固定到上套环105的上破碎壳体101，每一个凸耳107包括大致平面的上面502和对应的大致平面的下面503。凸耳107包括前面500和后面501(在周向方向上)以及距轴线110最远定位的对应的径向外侧面504，使得凹口302从外侧面504径向向内突出。锁定凸块400从下面503轴向地向下延伸(当壳体101被定向用以附接到上套环105时)。每一个凸块400包括邻接面506，该邻接面506为大致平面的并且在径向和轴向方向两者上延伸，以便总体与凸耳107的上面502和下面503垂直并且大致与端面500、501平行。凸块400包括过渡区域507，该过渡区域507在周向方向上在与下面503的联结部处从邻接面506向下张开。过渡区域507的曲率有利于最小化在凸块400和凸耳107处的因与套环105接触引起的应力集中。凸块400包括在与轴线110垂直的平面中的总体矩形的横截面轮廓。另外，凸耳107还包括在对应的平面中的总体矩形的横截面轮廓，其中凸块400的横截面面积大约是凸耳107的横截面面积的三分之一。由于凸块400和凸耳107的相对轴向厚度近似相同，所以凸块400的总体尺寸近似为凸耳107的尺寸的三分之一。凸块400与凸耳107一体地形成，凸耳107又与壳体101的环形壁405一体地形成。因此，每一个凸块400限定出在每一个凸耳107处的“台阶”邻接部，并代表轴向延伸到相应的套环105、200的区域中的突出部。每一个凸块400因此被构造用以提供壳体101在顶部壳体102处的旋转锁定，这对于使锁定螺栓108免受剪切力来说是有效的，该剪切力否则将由于从破碎机(未示出)内的旋转头部传递到壳体101的力引起。因此，本发明有利于避免螺栓108的剪切和壳体101相对于顶部壳体102的脱离。
参考图3和图6，总体由附图标记303表示的四个凹部从套环105的上环形面601轴向延伸到套环105内，使得每一个凹部303包括(定位在面601处的)边缘600，边缘600限定嘴部，以接纳相应的凸块400。四个对应的凹部303在下边沿104处类似地形成在套环200内。每一个凹部303从套环105的径向内面602径向向外延伸，以在套环内边缘603和外边缘604之间延伸。每一个凹部303包括在与轴线110垂直的平面中的总体矩形的横截面轮廓，并且具有比套环105从环形边沿103突出的轴向高度小的轴向深度。特别是，每一个凹部303的轴向深度近似为套环105相对于边沿103的轴向高度的三分之一。每一个凹部303由第一面605和一对对置的端面606限定，使得每一个凹部303在套环上面601和套环内面602处敞开，以限定用以接纳对应的锁定凸块400的凹座。每一个凹部303包括沟槽或基底面607，该沟槽或基底面607被构造用以与凸块400的下侧面505对置地定位。另外，凸块邻接面506被构造用以当凸块400被容置在每一个凹部303内时邻接凹部端面606中的一个凹部端面，以便将壳体101旋转锁定在顶部壳体102内。凹陷部609从凹部的基底面607轴向延伸并且被设置成与参考图8更详细地示出的轴向延伸孔洞608连通。
参考图7，凸耳107在轴向方向上在上面502和下面503之间的厚度f近似地等于且略大于在凸块的下侧面505和凸耳的下面503之间限定的凸块400的对应的轴向厚度e。组合的厚度f和e小于套环105的轴向厚度(套环105从边沿103轴向突出的距离)。凸块400在周向方向上的长度c近似为凸耳107在端面500、501之间的总周向长度d的三分之一。另外，在邻接面506和凸耳端面501之间限定的长度c近似为在周向方向上在凸耳端面501和凹口302之间的距离b的一半。凹口302相对于端面501在周向方向上更靠近端面500定位，使得供凸块400从其延伸的凸耳107的相对尺寸大于凸耳区域401(没有凸块400)的尺寸。每一个凸块400大致延伸每一个凸耳107的全部径向宽度a。因此，每一个凸块的径向宽度(对应于长度a)小于对应的周向长度c，这有利于加强凸块400抵抗由于面506和606之间的邻接引起的剪切力。另外，在周向方向上，每一个凹口302的宽度大于每一个螺栓108的直径，以便当凸块301与相应的凹部303一起定位时，在这两个部件302、108之间提供较小的周向间隙。这样的布置有利于使螺栓108免受旋转力，该旋转力代替地通过凸块301中的每一个凸块传递。
参考图8，顶部壳体组件100被构造用以使每一个破碎壳体101从顶部壳体102方便脱离。作为初始阶段，松开锁定螺栓108，以释放壳体101在套环105处的夹紧接合。这对于使用之后的外破碎壳体是常见的，每一个壳体101变成被摩擦锁定到顶部壳体102的内表面，这阻止轴向脱离。因此，本发明的布置有利于从顶部壳体102轴向地推压每一个壳体101，而不需要另外的工具和攻击性扰动(否则，其可能破坏顶部壳体102)。
特别地是，多个锁定螺栓111延伸穿过在安装区域804之间的孔洞608，该安装区域804共同安装锁定螺栓108的一端。每一个顶出器螺栓111包括在第一端部处的紧固头部805和在第二端部806处的邻接凸缘802。邻接凸缘802被形成为环形套环，该环形套环在端部806处径向向外张开并且被成形为以紧密配合接触的形式坐置于凹陷部609内。凸缘802被固定到螺栓端部806，以便能够与螺栓111的主轴一起轴向移动。在壳体101被轴向且旋转锁定在顶部壳体102处的情况下，顶出器螺栓111经由定位在安装区域804和螺栓头部805之间的叉式垫圈803而被轴向锁定在每一个孔洞608内。一旦锁定螺栓108已经被移除，则叉式垫圈803然后被移除，以允许顶出器螺栓111相对于每一个套环105、200且特别是每一个凹部303的轴向调节。也就是说，在锁定凸块400被容置在凹部303内的情况下，凸缘802轴向前进，以接触凸块下侧面505。通过使每一个顶出器螺栓111轴向前进穿过孔洞608，壳体101从顶部壳体102被轴向推压(经由每一个锁定凸块400和凸耳107)。
根据另外的具体实施方式，顶部壳体组件100可包括仅固定到上套环105和环形边沿103的单个外破碎壳体101。本发明可以用于直接地或经由中间间隔环800(如图8所示)将破碎壳体101轴向且旋转固定在顶部壳体102处。根据进一步的实施方式，每一个破碎壳体101可以包括3、5或6个锁定凸耳和相应的凸块，以提供单独的轴向和旋转锁定机构。本发明有利于最小化在轴向锁定螺栓108处的剪切力和应力，以便优化将破碎壳体101维持在顶部壳体102处所借助的轴向和旋转锁定机构并且最小化锁定失效的危险。